Ремоделирование нездорового микробиома кишечника с помощью синтетических пептидов

Ты то, что ты ешь -; вплоть до микробиома, живущего в вашем кишечнике. Диета может влиять на то, какие микробы находятся в кишечном тракте, и исследования показали, что вредные изменения микробиома кишечника могут привести к таким заболеваниям, как болезни сердца, ожирение и рак. Сегодня, ученые сообщат о развитии молекул, которые могут изменяться, или переделать, нездоровые микробиомы кишечника мышей в более здоровые. Когда-нибудь это исследование может быть применено к другим состояниям, связанным с диетой.

Исследователи представят свои результаты на Национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS) осенью 2019 года. ACS, крупнейшее в мире научное общество, проводит здесь собрание до четверга. В нем более 9, 500 презентаций по широкому кругу научных тем.

<цитата>

Микробиом кишечника содержит сотни различных видов бактерий, и именно там обитает самая большая концентрация бактерий, живущих в нас. Если бы мы все ели здоровую диету, тренировался и не стареет, у нас не было бы проблем с кишечным микробиомом и многими заболеваниями. Но, так живут не все люди. Современные методы, направленные на улучшение состава микробиомов кишечника, включают пребиотики, пробиотики или лекарственные препараты. Наша цель состояла в том, чтобы использовать совершенно новый подход -; реконструировать микробиом ".

М. Реза Гадири, Кандидат наук., руководитель исследования

Ключ к исследованию - это класс молекул, называемый самособирающимися циклическими D, L-α-пептиды. Они были созданы в лаборатории Гадири изначально для уничтожения патогенных бактерий. Пептиды - это короткие цепи аминокислот, связанных вместе; они являются строительными блоками белков. Пептиды Гадири не встречаются в природе и обладают высокоспецифическим режимом активности и селективностью в отношении различных видов бактерий.

"Наша гипотеза заключалась в том, что вместо того, чтобы убивать бактерии, если бы мы могли выборочно модулировать рост определенных видов бактерий в микробиоме кишечника с помощью наших пептидов, больше полезных бактерий вырастет, чтобы заполнить нишу, и кишечник будет "преобразован" в здоровый кишечник, Гадири объясняет:«Наша теория заключалась в том, что процесс предотвратит начало или прогрессирование определенных хронических заболеваний».

Чтобы проверить эту гипотезу, Гадири выбрал сердечно-сосудистые заболевания и использовал линию мышей, известных как мыши с нокаутом рецепторов ЛПНП. "Эти мыши были выведены для того, чтобы питаться обезжиренными диетами, но когда их кормят диетой с высоким содержанием насыщенных жиров -; так называемая западная диета -; у них вырабатывается высокий уровень холестерина в плазме, особенно ЛПНП или «плохой» тип, "Гадири объясняет." В течение 10-12 недель, у них образуются бляшки в артериях, такие как у пациентов с атеросклерозом. "Мыши с нокаутом рецепторов ЛПНП являются" золотым стандартом "для проверки эффективности статинов, которые широко используются для снижения уровня холестерина.

Чтобы найти лучшие пептиды для тестирования на модели мыши, команда разработала массовый скрининговый анализ. Ученые вырастили репрезентативный микробиом мыши в лаборатории, а затем протестировали с ним различные пептиды. Затем Гадири выбрал два пептида, которые оказались наиболее эффективными для ремоделирования микробиома кишечника мыши до состояния, напоминающего микробиом кишечника мышей, соблюдающих диету с низким содержанием жиров.

Последующее исследование включало три группы мышей. Одна группа получала обезжиренную диету, другую группу кормили западной диетой, и третья группа получала западную диету плюс пероральные дозы одного или другого из двух пептидов. Из образцов кала, исследователи секвенировали микробиом кишечника всех трех групп до и после приема препарата. Они также измерили уровни молекул, которые влияют на иммунную систему, воспаление и обмен веществ, и исследовали артерии животных на предмет бляшек.

«У мышей, получавших западную диету с нашими пептидами, было снижение общего холестерина в плазме на 50%, и в артериях не было значительного налета, по сравнению с мышами, получавшими западную диету без пептидов, «Мы также видели подавленные уровни молекул, которые увеличивают воспаление, и восстанавливают баланс метаболитов, связанных с заболеванием», - говорит Гадири. Эти мыши напоминали мышей, соблюдающих обезжиренную диету ».

Механизмы, с помощью которых это происходит, скорее всего, связаны с генами, которые влияют на желчные кислоты, которые, в свою очередь, влияют на метаболизм холестерина, а также другие гены, влияющие на воспалительные процессы, такие как атеросклероз, Гадири говорит.

«Это первый раз, когда кто-то показал, что существуют молекулы, которые целенаправленно модифицируют микробиом кишечника и превращают нездоровый кишечник в более здоровый, - говорит он. - Это открывает ясные терапевтические возможности. Мы можем упорядочить внутренности людей и в конечном итоге разработать методы лечения ».

• Генетически изменяющийся белок в клетках рака толстой кишки может повысить эффективность химиотерапии.
• Отправка напоминаний и текстовых инструкций увеличивает количество колоноскопий